Lĩnh vực này phải đo những gì
Một nhà máy điện là một cân bằng nhiệt có gắn thiết bị đo. Gần như mọi đại lượng được đo ở đó đều tồn tại để xác định bao nhiêu năng lượng đi vào, bao nhiêu đi ra và phần chênh lệch đã đi đâu, và đó là lý do lưu lượng hơi, lưu lượng nước cấp, áp suất và nhiệt độ được đo cẩn thận hơn so với chính các đại lượng đó ở một nhà máy quá trình thông thường.
Ngành này cũng gom nhiều điều kiện rất khác nhau vào cùng một mặt bằng. Lò hơi chịu nhiệt độ cao và áp suất cao đi cùng một hóa nước phải được kiểm soát để bảo vệ kim loại. Nhà tuabin cần phép đo rung, phép đo tốc độ và phép đo nhiệt độ kim loại chịu được một quá độ nhanh. Vòng nước làm mát làm việc với ống lớn, nước bẩn và yêu cầu về một con số lưu lượng đáng tin thay vì một con số chính xác. Không có một thông số kỹ thuật nào phủ cả ba, và áp dụng một thông số cho toàn nhà máy là cách thiết bị rơi vào trạng thái bị quy định quá mức hoặc không phù hợp.
Hơi nước là phép đo thường gây bất ngờ nhất cho người mua. Hơi nước nóng, nén được và đổi trạng thái, nên một số đọc theo thể tích không mang ý nghĩa gì nếu thiếu áp suất đường ống và nhiệt độ đứng phía sau nó, và phép bù đó là một phần của phép đo chứ không phải chi tiết tinh chỉnh thêm về sau. Xác định ai thực hiện phép bù - bộ truyền, bộ tính lưu lượng hay hệ thống điều khiển - là điểm đáng chốt trước khi thiết bị được chọn.
Các thiết bị nằm ở đâu
Nhiên liệu và quá trình cháy
Xử lý nhiên liệu, tốc độ cấp, gió cháy và khói lò. Các phép đo ở đây quyết định cả con số hiệu suất lẫn hồ sơ phát thải, nên chúng thường gắn với một nghĩa vụ báo cáo cũng như với việc điều khiển.
Lò hơi, hơi nước và nước cấp
Hóa nước, lưu lượng hơi, mức bao hơi, áp suất và nhiệt độ. Cả thành phần hóa học lẫn phép đo hơi đều mang tính bảo vệ, vì chúng bảo vệ lò hơi và tuabin khỏi hư hỏng chứ không tối ưu hóa quá trình.
Tuabin và máy phát
Tốc độ, rung, nhiệt độ ổ đỡ và nhiệt độ kim loại, và công suất đầu ra. Một vài phép đo trong số này mang tính bảo vệ hơn là điều khiển, và chúng được kỳ vọng chịu được một quá độ nhanh mà không bị chính quá độ đó làm hư hại.
Làm mát, nước ngưng và các hệ thống phụ trợ
Lưu lượng nước làm mát, hiệu suất bình ngưng, nước ngưng và các hệ thống phụ trợ. Ống lớn và nước có tính ăn mòn khiến công nghệ đo lưu lượng được chọn vì độ tin cậy và vì sự phù hợp với đường ống, chứ không vì độ chính xác cao nhất.
Thiết bị đo dùng trong lĩnh vực này
| Đo lường | Điều gì được đo trong ngành này | Thiết bị thường được chỉ định |
| Lưu lượng | Hơi nước, nước cấp, nước ngưng, nhiên liệu, nước làm mát và khói lò | Lắp đặt lưu lượng kế xoáy hoặc áp suất chênh lệch cho hơi nước có bù áp suất và nhiệt độ, lưu lượng kế điện từ hoặc siêu âm cho nước, lưu lượng kế Coriolis khi cần con số khối lượng, và phép đo áp suất chênh lệch hoặc phép đo nhiệt cho khí |
| Áp suất | Áp suất bao hơi và bộ quá nhiệt, áp suất ống góp hơi, độ chân không bình ngưng và áp suất chênh lệch qua bộ lọc và lưới chắn | Bộ truyền áp suất và bộ truyền áp suất chênh lệch có cấp phù hợp với nhiệt độ tại điểm lấy áp, thường kèm ống xung hoặc phớt, và thiết bị có cấp dành cho chân không của bình ngưng |
| Nhiệt độ | Hơi quá nhiệt và hơi tái nhiệt, kim loại lò hơi và tuabin, nhiệt độ ổ đỡ, và nhiệt độ dùng để bù cho lưu lượng hơi | Cặp nhiệt điện cho các nhiệm vụ nóng và nhanh, RTD ở nơi cần số đọc ổn định và truy xuất được, và phép đo bề mặt hoặc phép đo gắn ngầm cho nhiệt độ kim loại |
| Mức | Bao hơi lò hơi, thiết bị khử khí, bể thu nước ngưng của bình ngưng, nhiên liệu và tro xỉ | Bộ truyền áp suất chênh lệch và bộ truyền thủy tĩnh có bù khối lượng riêng, cộng thêm các công tắc độc lập hoặc một kênh dự phòng ở nơi việc bảo vệ mức bao hơi được yêu cầu |
| Phân tích | Hóa nước lò hơi và nước cấp, oxy hòa tan, độ dẫn điện và pH, cùng với oxy và carbon monoxide trong khói lò | Máy phân tích hóa nước gắn trên tuyến có hệ điều hòa mẫu, và máy phân tích quá trình cháy được lắp ở nơi mẫu mang tính đại diện và máy phân tích vẫn tiếp cận được |
| Rung và tốc độ | Rung của tuabin, bơm và quạt, tốc độ quay và bảo vệ vượt tốc | Phép đo rung dựa trên cảm biến tiệm cận và gia tốc kế, và các cảm biến tốc độ được bố trí để việc bảo vệ vẫn độc lập với hệ thống điều khiển |
Trong số này cái nào phù hợp phụ thuộc vào tổ máy, vào nhiệm vụ của nó và vào tiêu chuẩn mà công trình tuân theo. Các phép đo bảo vệ trong ngành này thường mang theo yêu cầu dự phòng riêng của chúng.
Cách lập thông số cho nhà máy điện
- Phép bù hơi nước phải được nêu rõ chứ không được giả định. Một con số hơi nước theo thể tích mà không có áp suất đường ống và nhiệt độ đứng sau nó không phải là con số mà phép tính hiệu suất dùng đến, vì vậy hãy nói rõ bộ truyền, bộ tính lưu lượng hay hệ thống điều khiển thực hiện phép bù.
- Điều kiện tại điểm lấy áp chứ không phải điều kiện danh định. Hơi nước nhiệt độ cao và nước ngưng là hai bài toán đo khác nhau trên cùng một môi trường đo danh định, và ống xung hay phớt suy ra từ nhiệt độ tại điểm lấy áp.
- Phép đo có mang tính bảo vệ hay không. Bảo vệ mức bao hơi, bảo vệ vượt tốc và bảo vệ rung thường đòi hỏi sự độc lập với hệ thống điều khiển và đôi khi đòi hỏi dự phòng, và yêu cầu đó đến từ tiêu chuẩn của nhà máy chứ không từ thiết bị.
- Hóa nước với tư cách một nhiệm vụ bảo vệ. Độ dẫn điện, pH và oxy hòa tan được đo để bảo vệ lò hơi và tuabin, nên thông số kỹ thuật suy ra từ chế độ xử lý nước chứ không từ quá trình.
- Phép đo chân không, chỉ xuất hiện trong ngành này và cần một thiết bị có cấp dành cho chân không, chứ không phải một bộ truyền áp suất tiêu chuẩn được dùng ngoài nhiệm vụ mà nó được thiết kế cho.
- Ống lớn trong dịch vụ nước làm mát, nơi lựa chọn thường bị dẫn dắt bởi đường ống và bởi việc tuyến có mở ra được hay không, chứ không bởi độ chính xác.
- Nghĩa vụ báo cáo phát thải, thứ cố định phương pháp, máy phân tích và hồ sơ cho các phép đo khói lò, và cần có mặt trong yêu cầu báo giá trước khi thiết bị được chọn.
- Điều kiện mặt bằng: nhiệt độ môi trường xung quanh, bụi, rung và phân loại khu vực quanh khu xử lý nhiên liệu và khu làm mát máy phát, tất cả đều ảnh hưởng tới việc chọn vỏ thiết bị chứ không tới cảm biến.
Tiêu chuẩn và phê duyệt có thể áp dụng
- Các tiêu chuẩn về thiết bị chịu áp và lò hơi do dự án áp dụng, chi giới ranh giới chịu áp và vật liệu chứ không chi giới phần điện tử.
- Các nghĩa vụ giám sát phát thải, nơi một giá trị đo được báo cho cơ quan chức năng và phương pháp bị cố định chứ không được chọn.
- Các chương trình chứng nhận cho khu vực nguy hiểm ở khu xử lý nhiên liệu và ở khu làm mát máy phát, mà công trình có thể được yêu cầu phải có.
- Các yêu cầu an toàn chức năng cho những phép đo bảo vệ như mức bao hơi và vượt tốc, thường đến từ tiêu chuẩn của nhà máy chứ không từ thiết bị.
- Chúng tôi mô tả những gì một công trình có thể phải đáp ứng. Chúng tôi không tuyên bố rằng một sản phẩm có bất kỳ phê duyệt nào trừ khi tài liệu tương ứng đã được cung cấp, và ở nơi chưa có thì trang sản phẩm ghi rõ điều đó.
Ứng dụng trong lĩnh vực này